第一章 数据库的发展史

多对多联系（m:n）
实例 课程与学生之间的联系： 课程 m 选修 n 学生
m:n联系
一门课程同时有若干个学生选修
一个学生可以同时选修多门课程 定义：
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中 有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实 体集B中的每一个实体，实体集A中也有m个实 体（m≥0）与之联系，则称实体集A与实体B 具有多对多联系，记为m:n
一个实例
实体之间的联系如下：
(1)一个仓库可以存放多种零件，一种零件可以存放在多个仓库中。仓库和
零件具有多对多的联系。用库存量来表示某种零件在某个仓库中的数量。 (2)一个仓库有多个职工当仓库保管员，一个职工只能在一个仓库工作，仓 库和职工之间是一对多的联系。职工实体型中具有一对多的联系
(3)职工之间具有领导-被领导关系。即仓库主任领导若干保管员。
关系模型(Relational Model)
面向对象模型(Object Oriented Model）
对象关系模型(Object Relational Model)
关系模型
关系数据库系统采用关系模型作为数据的组织方式
1970年美国IBM公司San Jose研究室的研究员E.F.Codd
一个班长只在一个班中任职
定义： 如果对于实体集A中的每一个实体，实 体集B中至多有一个（也可以没有）实体 与之联系，反之亦然，则称实体集A与实
1
班长
1:1联系
体集B具有一对一联系，记为1:1
An Introduction to Database Systems
两个实体型之间的联系 (续)
一对多联系（1：n）
2005004 王小明 2005006 黄大鹏 2005008 张文斌 … …
An Introduction to Database Systems
关系数据模型的数据结构（续）
关系（Relation）
一个关系对应通常说的一张表
元组（Tuple）
表中的一行即为一个元组
属性（Attribute）
关系数据模型的数据结构（续）
例1 学生、系、系与学生之间的一对多联系：
学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级） 系 (系号，系名，办公地点)
例2 系、系主任、系与系主任间的一对一联系
An Introduction to Database Systems
关系数据模型的数据结构（续）
例3 学生、课程、学生与课程之间的多对多联系：
表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即 属性名
An Introduction to Database Systems
关系数据模型的数据结构（续）
主码（Key） 表中的某个属性组，它可以唯一确定一个元组。 域（Domain） 属性的取值范围。 分量 元组中的一个属性值。 关系模式 对关系的描述 关系名（属性1，属性2，…，属性n） 学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）
2.3 数据库的体系结构
2.3.1 数据库系统的三级模式结构
模式（Schema）
外模式（External Schema） 内模式（Internal Schema）
数据库系统的三级模式结构（续）
图1.28 数据库系统的三级模式结构
一、模式（Schema）
模式（也称概念模式）
数据库中全体数据的逻辑结构的描述 所有用户的公共数据视图，综合了所有用户的需求
实体型A
1 联系名 1 实体型B 1:1联系 实体型A 1 联系名 n 实体型B 1:n联系 实体型A
m
联系名
n
实体型B m:n联系
联系的表示方法示例
班级 1
班级-班长
班级 1 组成
课程 m 选修 n
1
班长
n
学生
学生
1:1联系
1:n联系
m:n联系
联系的属性
联系的属性：
联系本身也是一种实体型，也 课程 m 选修 n 学生
实例
一个班级中有若干名学生， 每个学生只在一个班级中学习
班级
1 组成
n 学生
1:n联系
定义：
如果对于实体集A中的每一个实体，实体集B中 有n个实体（n≥0）与之联系，反之，对于实体 集B中的每一个实体，实体集A中至多只有一个 实体与之联系，则称实体集A与实体集B有一对 多联系，记为1:n
两个实体型之间的联系 (续)
二、关系数据模型的操纵与完整性约束
数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系
查询 插入 删除 更新
数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的 集合 存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎 么干”
An Introduction to Database Systems
一个数据库只有一个模式 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层
与数据的物理存储细节和硬件环境无关 与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关
模式（续）
模式的定义
数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等） 数据之间的联系 数据有关的安全性、完整性要求
二、外模式（External Schema）
数据库系统模式的概念 （续）
例如：在学生选课数据库模式中，包含学生记录、课程记录
和学生选课记录
2003年的一个学生数据库实例，包含：
2003年学校中所有学生的记录 学校开设的所有课程的记录
所有学生选课的记录
2002年度学生数据库模式对应的实例与
2003年度学生数据库模式对应的实例是不同的
关系数据模型的操纵与完整性约束（续）
关系的完整性约束条件
实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性
An Introduction to Database Systems
三、关系数据模型的存储结构
实体及实体间的联系都用表来表示 表以文件形式存储
有的DBMS一个表对应一个操作系统文件 有的DBMS自己设计文件结构
关系数据模型的数据结构（续）
表1.2 术语对比 关系术语 关系名 关系模式 一般表格的术语 表名 表头（表格的描述）
关系
元组
（一张）二维表
记录或行
属性
属性名
列
列名
属性值
分量
列值
一条记录中的一个列值
非规范关系
表中有表（大表中嵌有小表）
An Introduction to Database Systems
不允许表中还有表 图1.27中工资和扣除是可分的数据项 ,不符合关系模型要求
工资 职工号
86051
扣除 实发 职务
50
姓名
陈平
职称 基本
讲师 1305
津贴
1200
房租
160
水电
112 2283









图1.27 一个工资表(表中有表)实例
An Introduction to Database Systems
二、两个实体型之间的联系
用图形来表示两个实体型之间的这三类联系 实体型A 1 联系名 1 实体型B 1:1联系 实体型A 1 联系名 n 实体型B 1:n联系 实体型A m
联系名
n 实体型B m:n联系
二、两个实体型之间的联系（续）
一对一联系（1:1）
实例
一个班级只有一个正班长
班级 1
班级-班长
关系数据模型的优缺点（续）
缺点
存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非
关系数据模型
为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化
增加了开发DBMS的难度
2.3 数据库的体系结构
三级模式结构 1、 从某个角度看到的数据特性称为 数据视图
，数据视图可分为三个层次： 外部层(视图层)：数据的局部逻辑视图，是针对局部用户 描述的数据库的部分内容，是用户看到的和直接操作的数据 视图，也称用户个人视图。 概念层：数据的全局逻辑视图，也称全体用户视图。 内部层：是数据的物理存储层，是数据库的整体内部视 图。也称内视图。
实例
供应商
m
供应
供应商、项目、零件三个实体型
一个供应商可以供给多个项目多种零件
n 项目
p
零件
每个项目可以使用多个供应商供应的零件
每种零件可由不同供应商供给
两个以上实体型间m:n联系
四、单个实体型内的联系
一对多联系
实例 职工实体型内部具有领导与被领导的联系
职工 1 领导
单个实体型内部 1:n联系
学校有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教 研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带 若干研究生，每个班级有若干学生，每个学生选修 若干课程，每门课可有若干学生选修。请用E-R图 画出此学校的概念模型。
最常用的数据模型
非关系模型
层次模型(Hierarchical Model)
网状模型(Network Model)
三、两个以上实体型之间的联系
两个以上实体型之间一对多联系
若实体集E1，E2，...，En存在联系，对于实体集Ej （j=1，2，...，i-1，i+1，...，n）中的给定实体， 最多只和Ei中的一个实体相联系，则我们说Ei与E1， E2，...，Ei-1，Ei+1，...，En之间的联系是一对多的
首次提出了数据库系统的关系模型
计算机厂商新推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型
一、关系数据模型的数据结构
在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和 列组成。
属性
学生登记表
元组